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이번 글에서는 현대자동차 저널 [전기차 백과사전 A to Z] 쉽게 알아보는 전기차의 구동 원리] 에서 좋은 글이 있어 여러분께 소개해 드리고자 합니다.
최근 환경에 대한 관심이 높아지면서, 내연기관 차량보다 전기차에 대한 수요가 급증하고 있습니다.
전기차는 이제 우리의 생활에서 중요한 부분을 차지하고 있으며, 그 핵심적인 역할을 하는 부품들 또한 점점 더 중요해지고 있습니다.
전기차의 구동 시스템을 효율적으로 관리하고 제어하는 장비인 EPCU(Electric Power Control Unit)는 전기차의 성능을 최적화하는 중요한 역할을 합니다. 특히, 이 EPCU를 구성하는 여러 부품들 중에서도 가장 중요한 역할을 맡고 있는 부품이 바로 VCU(Vehicle Control Unit)입니다.
VCU에 대하여 설명해 드리겠습니다.
VCU의 역할
VCU(Vehicle Control unit)는 차량 제어 유닛으로 차량의 여러 전기·전자 시스템을 통합적으로관리하고 제어하는 역할을 가지고 있습니다. Vehicle Control unit이라는 이름 그대로 전기차를 제어하는데 있어서 모든 부분에 관여합니다.VCU를 중심으로 여러 제어기들이 협력하여 전기차의 구동시스템을 효율적으로 관리하고 제어합니다.
VCU의 주요 기능
1. 모터구동제어시 VCU 기능
모터구동제어 기능이란 전기 모터의 토크를 조절하여 차량을 원하는 방향과 속도로 주행하도록 제어하는 기능입니다.
VCU는 BMS로부터 배터리 가용파워, 배터리 충전 상태에 대한 정보를 받고, 운전자에 의해 가속 페달 센서, 브레이크 스위치, 변속 레버의 정보를 받습니다.
이후 VCU는 제공받은 정보들을 고려하여 모터 토크 지령을 계산하여 MCU에 송신합니다.
여기서 MCU는 VCU로부터 수신한 모터 토크 지령을 구현하기 위한 PWM신호를 생성하여 Inverter에 전달하고 Inverter는 이 PWM신호를 사용하여 DC전원을 AC전원으로 변환합니다. 변환된 AC전원이 모터로 전달되어 모터를 구동시키게 됩니다.
2. 회생제동제어 시 VCU 기능
회생제동제어기능이란 탄력주행중 모터를 발전기로 활용하여 배터리를 충전하는 기능입니다. VCU는 차량의 전체 시스템 상태 회생제동 요청량, 배터리 가용파워, 실제 모터 출력 토크, 모터 가용 토크 등을 제공받아 회생 제동 실행량을 계산합니다. 계산된 회생 제동 실행량을 기반으로 VCU는 MCU에 회생 제동을 위한 제어 명령을 전송합니다.
3. 공조부하제어 시 VCU 기능
공조부하제어기능이란 차량 내 에어컨 및 히터 시스템의 전력사용을 최적화하여 실내 환경을 제어하는 기능을 말합니다. 해당 기능에서 VCU는 제공받은 배터리 가용파워, 배터리 충전 상태 등을 고려하여 허용되는 파워 범위 내에서 전자동에어컨의 허용가능한 최대 전력량을 송신하고 설정한 온도에 도달하도록 합니다.
4. 전장부하공급제어 시 VCU 기능
전장부하공급제어란 차량의 전기 및 전자 장치에 적절한 전력을 공급하는 기능입니다.
VCU는 BMS로부터 제공받은 배터리 가용파워, 배터리 충전 상태를 고려하여 배터리 정보 및 차량 상태에 따른 전력분배를 조절하기 위하여 LDC ON/OFF 및 동작모드를 결정합니다.
전기차의 성능과 안전성은 VCU의 역할에 크게 의존합니다. VCU는 차량의 구동 시스템과 배터리를 효율적으로 제어하여, 전기차의 주행 성능을 최적화하고 에너지 효율을 극대화하는 중요한 부품입니다. 이러한 점에서 VCU는 전기차의 핵심 부품 중 하나로 자리 잡고 있으며, 향후 전기차 기술 발전에 중요한 역할을 할 것입니다.
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